基于配网自动化的供电可靠性提升分析
时间：2023-01-17 18:10:16 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
郭艳婷
（南方电网广东惠州惠阳供电局，广东 惠州 516211）
信息技术的普及和发展，让人们的生活发生了翻天覆地的改变。为了提高供电的可靠性，尽可能满足整个社会的用电需求，自动化技术被提了出来，该技术结合网络和实体，是目前比较理想的配网形式，且具体效用也愈发明显[1]。本文从配网自动化的应用优势及应用模式出发，围绕如何提升供电可靠性这一问题，给出一些提升策略。
配网自动化作为目前智能配电网体系中的重要组成部分，是可缩短配网故障定位时间、提升供电可靠性的有效手段[1]。配网自动化技术主要包括馈线自动化和故障定位。其中的馈线自动化是指对配电线路运行状态进行持续的监测和控制，其可在线路故障发生后迅速精准定位和隔离故障区段，以此来恢复非故障区域供电。故障指示器可直接安装于配电线路上，其判断故障特征的依据主要来源于线路电流检测和电压的变化。故障指示器在发出故障指示之后，可保持数小时至数十小时的持续故障反馈，利于运维工人快速奔赴故障现场进行观察处理[2]。故障指示器可在配电系统出现短路故障之际，检测运行线路的短路故障电流后借助发光指示来传达故障信息，利于运维人员依据电源与故障点的回路原理，从最末发出故障信息的故障指示器和首次未发现故障信息的故障指示器之间的距离（即区段）来确定故障点的实际所在位置。
目前在配电系统中可保持供电可靠的配网自动化模式主要有2种，分别是就地控制模式和集中控制模式。就地控制模式运行时不需要借助常规的通信手段，运行机制较为简单，重合器和分段器是该模式所采用设备的主要构成要件。在发生配电故障时，可以借助通过重合器和分段器的动作时间，两者互相配合，然后将故障的区段进行隔离，接着再为其故障的区段进行送电处理。作为开关设备的重合器，可切断出现故障的电流。当重合器发生跳闸时，可说明电流超过了整定值。在跳闸后，其可根据整定的时间进行反复重合，重合成功后便可恢复正常运行，重合失败后可自动闭锁。分段器作为一种与前向开关配合，在失去电压或者设备无电流通过时，可进行自动分闸的开关设备。在电流出现故障时，其可在提前预定设置好次数的分合操作下转变为分闸状态，用以实现隔离故障区段。
集中控制模式由负荷开关、监控装置、通信网、配电主站和断路器构成。该模式在运行时，其各负荷开关设备均与配电主站保持稳定和流畅的通信状态，并通过遥控方式，驱使配电主站来集中控制处理电流故障。当线路发生永久性故障时，配电主站可依据设备通信，来搜寻和获悉发生故障路线的对应反馈线终端所记录和上传的实时数据，然后借助故障定位端软件来自主识别发生故障的区段，届时发出对应命令，对该区段进行隔离和优化负荷途径，来让其供电恢复正常。
分析配网自动化在提高供电可靠性方面的优势，主要有以下2个方面。
传统的电网故障定位模式，主要借助人工的实地现场检查，但这种模式在恶劣天气的影响下会降低检修人员的工作效率，直接导致停电时间过长，使居民企业生活和运行出现障，且停电时间过长还有可能会增加安全隐患。配电网自动化系统具有遥测和遥信功能，可实时采集电流信息并与主站进行通信，在线路发生故障时，可经过逻辑判断结合线路结构确定故障所在位置，相比于通过直接巡视查找故障点大大缩短了停电时间[3]。
在隔离故障中，自动化开关也可以通过遥控或者自愈转电操作将尽快恢复非故障区的供电，避免大范围停电，从缩短停电时间和减少停电面积2个方面大大提高了供电可靠性。
4.1 优化管控导向
一是坚持安全第一，明确供电可靠性服务于安全生产的定位，继续把中压线路故障率、配电自动化终端在线率、重复停电用户比例纳入减少安全风险的直接管控标准。确保各地区的网架建设和设备安置质量稳定可靠、普及和提升配网自动化水平的实用性、综合提高和加强停电处理和管理能力。二是配网自动化终端全量“投运”，推进配电自动化遥控操作常态化工作，提升遥控成功率。三是大力推进配电主站自愈功能应用，逐步提升自愈线路覆盖率。以停电时户数为抓手，优先在故障率较高的线路开展自愈应用，优化隔离与自愈策略，实现配电网故障自动隔离及快速复电遥控。
4.2 提升网架可靠性
构建输配协调、秩序井然和便捷简单的配电网网架。一是充分考虑不同类别区域供电可靠性要求和区域发展规划（提前了解网架建设区未来几年的政府规划建设方案），合理优化中心城区（保持网架点的分布合理有致，避免过多的拥挤）、城镇和乡村地区的网架结构，重点提升10 kV可转供电率、D类供电半径合格率，优先改造停电时户数大的线路。二是将目标接线落实于差异配网建设，优化完善结构，合理划分变电站供电范围，构建高、中、低压配电网相互匹配、强简有序、目标明确、过渡清晰的网络。网架建设后，对其质量进行评估，确保其建设完成度完全符合规范，然后派遣电力高级技术人员对整个配网系统的运行数据进行检查，保证各数据可以有效地促进配网自动化的供电正常。另外，在构建可靠性网架，同时持续提升配网自动化技术实际应用范围期间，除需要重视电力系统的完善之余，还要确保电压的稳定性。电压的稳定性和供电质量有着极为密切和直接的关系，当电压的质量处于不稳定情形时，可能会导致供电质量出现不稳定情况[4]。考虑这一点，在建设配网自动化技术后，应加大电压监测力度，调节好电压的波动范围，避免用户在用电期间出现质量不高的情况，用以提升供电的可靠性。
4.3 优化配网自动化开关布点
合理增加110 kV、35 kV等变电站布点及出线建设，优化变电站投产顺序，重点解决10 kV线路供电半径过长、局部地区仍存在超长线路、不合理分支线和中心城区线路过载问题，落实项目投资计划，减少长时停电和重复停电，降低主网停电影响。以加强自动化有效覆盖率为抓手，以馈线组为单位加快完成关键分段、联络开关、重要分支的布点，优先在故障频繁、停电最多馈线开展自动化开关三遥改造。优化配电网规划方法，完成配电网规划项目库修编，促进配电网规划建设工作科学性、规范化和标准化。
4.4 全面推进配电自动化设备标准化选择和安装工作
一方面要做好设备标准化工作，开展开关柜、配电变压器、中低压线缆、配网自动化站所终端4大类设备标准化工作，同时完成生产运维管理与基建安装施工调研、品类优化、完善配网设备技术规范书等工作。另一方面要进一步提升自动化设备运行评价、品控的精准度，重点提升自动化设备的标准化水平，从设备型号、技术参数、规格尺寸等方面推动低压设备向“免维护”转变，并注重重合器和分段器以及馈线馈线终端装置（Feeder Terminal Unit，FTU）的设备的检测反馈工作[5]。不仅如此，还需要提升配网自动化设备的运维质量，可通过加大运维工作重视和监督力度，设立专门的管理考核制度，拟出成套和对应的配网自动化设备运维技术，定期进行设备维护和检查等来实现。选择合理通信方式，考虑运行环境，区分配电领域（即公网和转网要清晰区分），用以规划科学、实用和合理的运维技术路线[6]。对电力设备给予保护性气体和干燥剂，来预防其因昼夜温差和环境温湿度造成的凝露问题，并根据当地情况选择合适的安装方式（室内或者室外），同时做好设备的散热和恒温工作。此外，技术人员的专业水平也是可影响配电自动化设备运行和运维质量的不可忽视因素，可定期对技术人员进行技能培训，开展讲座并设立绩效考核制度，以此来为配网自动化设备规范建设和运维工作，培养优秀的技术人员。
4.5 深入推广和落实10 kV线路合环转电工作
一是不断提升实际可转供电能力，通过优化停电转电时间窗口，提高环网线路实际转供电率。二是总结前阶段10 kV配网合环转供电工作经验，深入推广10 kV线路合环转电，明确配网合环转供电指引，推进合环转供电能力最大化应用，深入分析转电未合环原因，优先解决制约和影响提升合环转供电水平的相关问题[7]。在进行10 kV配电线路建设时，因地制宜考察施工环境的情况，确定施工方案。合理选择妥帖的配电设备和装置，考虑好线路长度及存在的未经过改造处理的10 kV配电线路，尽可能地减少线路损耗，确保遥控命令、监控命令和预警设备可将信息流畅地传送至工作主站。建设时，应当根据实际情况选择通信方式，常见的有光纤和通用分组无线服务技术。既往有研究指出，光纤通信建设成本耗费较高，运行后的维护工作较为困难，通用分组无线服务技术不受地形限制，维护工作较为容易，但其运作稳定性有所欠缺[8]。本着供电可靠性的原则和期许，可同时选择这2种通信模式，并以光纤通信为主，通用分组无线服务技术为辅。选用环状网结构，其稳定性较高，对于距离较近的配网路线还可改变其输电线，利于提升电力运输的效率和质量，同时还利于信息技术对其不断优化。
4.6 提升配网自愈成功率
实现馈线自动化，即配网自动化自愈，主要包括3个影响因素，分别为馈线故障自动定位、自动精准隔离故障和非故障区域以及促使非故障区域可自动恢复供电。其中的馈线自动化作为配网自动化系统中的一种，有着迅速判断电流故障和促使电流恢复的重要作用[9]。根据不同的可影响配网自愈成功率的原因，有着对应的改善和提升策略。若通信模块的信号较弱，可增加通信模块异常率流程，同时对其进行升级处理。且可采取制定升级处理方案，评估其实际应用效率，总结应用报告以及定期升级等措施，来确保通信模块的信号处于正常范围。另外，对于配电设备存在缺陷但未及时消除情况，可通过开发和装置配电设备缺陷定时反馈程序，来降低配电设备的缺陷久留率，提高配电设备的缺陷消除率。经过装置配电设备缺陷定时反馈程序，在运行时，可将设备的缺陷录入程序中，然后通知运维进行处理，同时启动语音报警，自动计算处理所需的时间。接着判断处理时间是否超时，自主生成报文，并进行缺陷处理[10]。
为了促进经济的运转，保障用户能够得到稳定和持续的供电量，在建设配网自动化时，首先需要进行实地考察，掌握区域的用电户数量，明确用电量，并提高配网建设质量，严格把关设备的采购标准。另外，还要合理分配线路的负担，逐步推广和完善自愈路线。此外，还需要在配电网自动化全面落实普及的基础上，加大研究力度，开发更加高效和节能的供电系统，提升供电可靠性，满足企业和居民的用电需求。
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